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航行中的宇宙飛船為何會(huì)突然收不到信號(hào)？為什么運(yùn)行良好的衛(wèi)星在太空會(huì)瞬間燒毀？
54歲的宗秋剛是能給出答案的人。他來(lái)自江西省南昌市向塘鎮(zhèn)的一個(gè)偏遠(yuǎn)農(nóng)村，通過(guò)孜孜不倦的努力成為北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授，主要研究方向是磁層物理、空間天氣學(xué)和空間探測(cè)。
前不久，宗秋剛團(tuán)隊(duì)刊發(fā)在《自然·通訊》上的一項(xiàng)研究，揭示了空間等離子體物理中電子尺度磁洞的幾何形態(tài)和產(chǎn)生機(jī)制。
他取得的成績(jī)和榮譽(yù)還不止這些。由于在地球內(nèi)磁層波粒相互作用以及磁層對(duì)太陽(yáng)風(fēng)間斷面響應(yīng)領(lǐng)域作出了卓越貢獻(xiàn)，2018年宗秋剛榮獲國(guó)際空間研究委員會(huì)和印度空間研究組織聯(lián)合頒發(fā)的維克拉姆·薩拉巴伊金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
這是時(shí)隔8年后，我國(guó)科學(xué)家再次捧起這一國(guó)際空間科學(xué)界最高獎(jiǎng)項(xiàng)。
要看看更廣闊的天地
年幼時(shí)，宗秋剛便要放牛、干農(nóng)活，承擔(dān)很多家務(wù)。日子雖然清貧，但宗秋剛卻不覺(jué)得苦。“小時(shí)候，家鄉(xiāng)的天特別藍(lán)，每到夜晚都能看見(jiàn)美麗的銀河。”喜歡仰望天空的宗秋剛，覺(jué)得世界很大，他要出去、去上大學(xué)，看看更廣闊的天地。
通過(guò)預(yù)考選拔，宗秋剛順利考入四川大學(xué)。他讀高中時(shí)，很多媒體報(bào)道物理學(xué)家李政道和楊振寧的事跡，由此掀起一股學(xué)物理的熱潮。他受此影響，加上物理和數(shù)學(xué)成績(jī)好，于是選擇了原子核物理專業(yè)。
時(shí)年15歲的宗秋剛，獨(dú)自坐上南下的火車，去往自己心心念念的大學(xué)。由于沒(méi)錢買火車票，大學(xué)4年他只回過(guò)3次家。
畢業(yè)后，宗秋剛被選派到中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心工作。1989年，24歲的宗秋剛得到去南極考察的機(jī)會(huì)，同行的一名記者帶了3臺(tái)當(dāng)時(shí)世界上性能最好的相機(jī)。
宗秋剛大為不解地問(wèn)道：“有必要嗎？”對(duì)方回答：“我已經(jīng)有了3臺(tái)全世界最好的相機(jī)，再拍不出好照片就只能怪自己。”宗秋剛由此深受啟發(fā)：“搞研究的外部條件都有了，做不出好成果就只能怪自己不努力。”
在南極的那兩年，宗秋剛一邊參與觀測(cè)站的磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作，一邊努力學(xué)英文。當(dāng)時(shí)通信技術(shù)還很落后，宗秋剛每?jī)蓚€(gè)月才能給家里打一次衛(wèi)星電話。閑來(lái)無(wú)事，他常跟著一位研究地質(zhì)的老教授一起敲石頭，隨之培養(yǎng)了研究石頭的愛(ài)好。
不當(dāng)學(xué)者偏想當(dāng)學(xué)生
當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)在空間物理研究方面的資料很有限，宗秋剛覺(jué)得有必要出國(guó)看看。1994年，他通過(guò)學(xué)者交換計(jì)劃來(lái)到位于德國(guó)馬克斯—普朗克研究所（以下簡(jiǎn)稱馬普所）。
赴德后，宗秋剛有4個(gè)月時(shí)間在德國(guó)北部城市不來(lái)梅進(jìn)修德語(yǔ)。學(xué)習(xí)之余，同班的一個(gè)臺(tái)灣商人請(qǐng)宗秋剛?cè)ス敬蚬?mdash;—組裝計(jì)算機(jī)。起初，他組裝一臺(tái)要花2個(gè)小時(shí)，后來(lái)只要30分鐘。“這位朋友便勸我跟他一起搞計(jì)算機(jī)，不要搞學(xué)術(shù)了。”宗秋剛說(shuō)，“當(dāng)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處在萌芽期，任何人只要上個(gè)夜校，基本就能進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，但我還是更喜歡空間物理。”
在他看來(lái)，與其做一個(gè)組裝計(jì)算機(jī)的“快手”，不如去探索未知，做更有挑戰(zhàn)的事。
幾十年過(guò)去了，宗秋剛依然堅(jiān)守在空間物理的賽道上。“站在風(fēng)口的豬的確容易被吹起來(lái)，但很多人也會(huì)被這股風(fēng)淘汰。只有經(jīng)過(guò)時(shí)間沉淀和打磨的東西才會(huì)歷久彌香。”宗秋剛說(shuō)。
到了馬普所，宗秋剛把讀研時(shí)完成的一項(xiàng)研究交給導(dǎo)師威爾肯，威爾肯問(wèn)道：“這個(gè)計(jì)算結(jié)果的上限在哪里？”宗秋剛答不上來(lái)。
當(dāng)時(shí)，只見(jiàn)威爾肯從上衣口袋掏出巴掌大小的筆記本，上面密密麻麻地寫著一些簡(jiǎn)化公式。利用公式，威爾肯很快就算出了上限，這讓宗秋剛很受刺激。“我用了近2年做出來(lái)的東西，威爾肯2分鐘就搞定了。”他說(shuō)。
此后，宗秋剛開(kāi)始埋頭苦讀。啃讀英文教科書(shū)、專著。整整半年，他過(guò)著住處、辦公室兩點(diǎn)一線的生活。這段時(shí)間的沉淀，為他后來(lái)的研究打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
在此期間，宗秋剛萌生了在德國(guó)拿學(xué)位的想法。威爾肯說(shuō)：“你想好了嗎？當(dāng)學(xué)生的工資可比在馬普所工作的薪水低很多。”宗秋剛非常堅(jiān)持，威爾肯便引薦他去德國(guó)布倫瑞克技術(shù)大學(xué)念博士。1999年，宗秋剛順利取得博士學(xué)位。
宗秋剛在馬普所的頭兩年，北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授涂傳詒正好也在此做訪問(wèn)研究。作為所里僅有的兩個(gè)中國(guó)人，他們每周都會(huì)擠出半天時(shí)間去散步。二人常圍繞國(guó)內(nèi)外熱點(diǎn)展開(kāi)辯論，有時(shí)吵得不可開(kāi)交。“散步結(jié)束后，涂老師還會(huì)為議題回去查資料，下周接著辯。”宗秋剛說(shuō)，“每周一會(huì)”使他逐漸養(yǎng)成了獨(dú)立思考的習(xí)慣。
取得成績(jī)的秘訣是用功
為了讓衛(wèi)星盡可能地輕，衛(wèi)星外圍的骨架結(jié)構(gòu)——蒙皮的厚度只有1毫米。太空中存在一種個(gè)頭很小的電子，能量約為10萬(wàn)伏特，它能輕易穿透蒙皮到達(dá)衛(wèi)星內(nèi)部，并沉積在其中。久而久之，沉積的電子達(dá)到臨界狀態(tài)，可導(dǎo)致衛(wèi)星自燃。這就是著名的“殺手電子”。
此前有學(xué)者認(rèn)為，是磁場(chǎng)抖動(dòng)導(dǎo)致“殺手電子”的產(chǎn)生。2007年宗秋剛發(fā)現(xiàn)，“殺手電子”是太陽(yáng)風(fēng)“吹”出來(lái)的。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)發(fā)生抖動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生超低頻波，而超低頻波會(huì)使“殺手電子”突然加速，也就加快了它在衛(wèi)星中的沉積速度。
2008年1月美國(guó)著名雜志《發(fā)現(xiàn)》刊出“2007年度全球百大科學(xué)技術(shù)與趨勢(shì)”進(jìn)展，宗秋剛在“殺手電子”快速形成機(jī)理方面的研究成果排在第37位。
2009年，歐洲航天局公布了雙星—ClusterⅡ計(jì)劃實(shí)施中作出突出貢獻(xiàn)的10位科學(xué)家，作為項(xiàng)目合作科學(xué)家的宗秋剛居于榜單首位。ClusterⅡ衛(wèi)星在軌運(yùn)行10年來(lái)，歐洲航天局根據(jù)參與計(jì)劃科學(xué)家的論文發(fā)表數(shù)量和研究成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，宗秋剛以16篇第一作者文章排名第一。
取得如此耀眼的成績(jī)，宗秋剛說(shuō)，他的秘訣是用功。他要求自己每周至少工作100個(gè)小時(shí)，“你很難證明你比別人聰明，但你很容易證明你比別人努力”。
致力于國(guó)內(nèi)期刊建設(shè)
2007年，在波士頓大學(xué)空間物理中心擔(dān)任研究科學(xué)家的宗秋剛受邀回北京大學(xué)教書(shū)。“國(guó)家資助我念完大學(xué)，我很感激，如今是我回饋?zhàn)鎳?guó)的時(shí)候。”他說(shuō)。
回國(guó)后，宗秋剛住的是北京大學(xué)提供的臨時(shí)宿舍。在國(guó)外待了十幾年，起初他有些不習(xí)慣，不過(guò)生活上的困難很快就克服了。“我小時(shí)候吃過(guò)那么多苦，這些都不算什么。不要問(wèn)國(guó)家給了你什么，而要問(wèn)你給國(guó)家?guī)?lái)什么。”他說(shuō)。
“看到自己的學(xué)生很厲害，我們也有了自己的監(jiān)測(cè)儀器，能采集到第一手?jǐn)?shù)據(jù)，我感到十分驕傲。”宗秋剛說(shuō)，困難總會(huì)有，而科學(xué)家的使命就是迎難而上。
2016年宗秋剛利用自主研發(fā)的“北大—成像電子譜儀（BD-IES）”衛(wèi)星探測(cè)器，揭示了磁層亞暴能量電子注入的徑向傳播模式。2016年，他申請(qǐng)到國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)，目標(biāo)是研制出下一代的粒子成像儀器——千線陣列中性原子成像儀。采訪時(shí)，該項(xiàng)目已進(jìn)入中期階段。
研發(fā)任務(wù)外，宗秋剛還擔(dān)任著6本學(xué)術(shù)雜志的編委。最近，他開(kāi)始把主要精力放在期刊上，他說(shuō)：“我想把祖國(guó)的期刊做好。”
在學(xué)生眼里，宗秋剛很嚴(yán)厲，他十分看重學(xué)生“是否用功”。他說(shuō)，現(xiàn)代人浮躁，大多數(shù)只想要那臨門一腳，但實(shí)際上，漫長(zhǎng)的“搬磚”之后才會(huì)有臨門的時(shí)刻。
